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申请/专利权人：中国科学院合肥物质科学研究院

摘要：本发明的一种智能供氧系统，包括生理参数采集模块、呼吸信号检测模块、控制模块、供氧模块；供氧管路一端与所述氧气瓶连接，用于将氧气瓶中的氧气供应至所述供氧管路中；供氧管路的第二端与所述三通管件气路连接；三通管件的其中一条支路为出氧口与所述氧气面罩连接；电磁阀设置在供氧管路上；呼吸信号检测模块与所述三通管件的另一条支路气路连接，用于采集用户呼吸气压信息；本发明通过对使用者呼吸状态的准确判断、对吸氧者需氧量的实时计算，控制进行智能精确供氧，对供氧量进行严格的控制，并根据佩戴者的需氧量进行实时控制，提高氧气使用率和吸氧者对氧气的利用率，同时对使用者的各项生理参数进行实时监控，保证了使用者的人身安全。

主权项：1.一种智能供氧系统，包括生理参数采集模块、呼吸信号检测模块、控制模块、供氧模块；其中，所述供氧模块包括氧气瓶、流速计、供氧管路、电磁阀、氧气面罩和三通管件；所述供氧管路一端与所述氧气瓶连接，用于将所述氧气瓶中的氧气供应至所述供氧管路中；所述流速计安装在出氧口与氧气面罩之间；所述供氧管路的第二端与所述三通管件气路连接；所述三通管件的其中一条支路为出氧口与所述氧气面罩连接；所述电磁阀设置在所述供氧管路上；所述呼吸信号检测模块与所述三通管件的另一条支路气路连接，用于采集用户呼吸气压信息；所述生理参数采集模块包括：生理体征监测传感器和呼吸末二氧化碳传感器；所述生理体征监测传感器佩戴于用户的指尖，用于采集佩戴者心率、血氧饱和度、血压；所述呼吸末二氧化碳传感器一端与氧气面罩连接用于采集佩戴者呼吸频率、呼吸末二氧化碳浓度、吸入二氧化碳浓度；所述控制模块分别与呼吸信号检测模块、生理参数采集模块以及供氧模块中的电磁阀连接，用于实时接收所述用户呼吸气压信息、生理参数信息，通过数据处理得到用户实时耗氧量和呼吸信号数据，根据所述用户实时耗氧量和呼吸信号数据确定供氧量、供氧时间的起始点T和供氧时长t，当达到供氧时间的起始点T时，通过所述控制模块控制打开电磁阀的开度进行供氧，当达到供氧时长t，通过所述控制模块控制关闭电磁阀结束供氧；控制模块根据所述用户实时耗氧量和呼吸波形曲线数据确定供氧时间的起始点T、供氧时长t和耗氧量的过程如下：对所述用户的呼吸信号数据进行实时采样，取采样值大于零且连续变大的数据，若该段数据中有值大于设定的呼吸触发阈值时，则认为开始吸气，记录时间为T，T即为供氧时间的起始点；继续数据采样，当采样值小于零且出现连续变小的数据，且该段数据中有值小于设定的呼吸结束判断阈值时，则认为结束呼气；供氧时长t＝0.5s；对所述用户的生理参数信息进行实时采样，通过前期实验建立耗氧量估计模型，通过设计实验采集并建立人体在不同运动模式下的耗氧量、血氧饱和度、呼吸频率及心率这些生理参数的目标数据库；对各信号进行归一化预处理，利用Hilbert-Huang变化和经验模态分析相结合的多分辨率特征提取方法，分析采样信号的时域和频域特征；通过多数据特征融合，利用稀疏贝叶斯模型的相关向量机算法建立运动耗氧量估计的回归模型，并通过实验，验证模型的准确性；最终得到耗氧量计算公式VO2＝v×t×[0.85-EtCO2][1-FIO2+FICO2]×FIO2-0.15×VESTPD；其中，v为流速；t为吸气时长；VESTPD为肺通气量；EtCO2为呼出二氧化碳浓度；FIO2和FICO2分别为吸入氧气和二氧化碳浓度。

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